Hamiltonisch AHS-Programmschema in Braket Ergebnisschema der AHS-Aufgabe in Braket QuEra Schema der Geräteeigenschaften

Reichen Sie ein analoges Programm mit QuEra Aquila ein

Diese Seite bietet eine umfassende Dokumentation über die Funktionen des Aquila Maschine von QuEra. Hier werden die folgenden Details behandelt: 1) Der parametrisierte Hamilton-Operator, simuliert durch Aquila, 2) AHS-Programmparameter, 3) Inhalt der AHS-Ergebnisse, 4) Aquila Fähigkeitsparameter. Wir empfehlen, die Textsuche Strg+F zu verwenden, um Parameter zu finden, die für Ihre Fragen relevant sind.

Hamiltonisch

Das Tool Aquila Maschine von QuEra simuliert nativ den folgenden (zeitabhängigen) Hamilton-Operator:

Mathematische Gleichung mit Summationen, die den Hamilton-Operator eines Systems darstellen und dabei Begriffe aus Antrieb, lokaler Verstimmung und Interpunktkopplung beinhalten.

Anmerkung

Der Zugriff auf lokale Verstimmung ist eine experimentelle Funktion, die auf Anfrage über Braket Direct verfügbar ist.

where

H _drive,k (t) =( ¹/₂Ω (t) e ^{i( t)} S _−,k + ¹/₂Ω (t) e ^{−iφ (t) S) + (−δ (t_+,k)} n), _global _k
- Ω (t) ist die zeitabhängige globale Antriebsamplitude (auch bekannt als Rabi-Frequenz) in Einheiten von (rad/s)
- φ (t) ist die zeitabhängige, globale Phase, gemessen im Bogenmaß
- S _−,k und S _+,k sind die Operatoren zur Senkung und Erhöhung des Spins des Atoms k (in der Basis |↓⟩^{=|g>>|, |↓; r⟩, sie sind S =|g389. r|, S =( S₋) † =|r¤ ₊ ₋}
- Δ (_globalt) ist die zeitabhängige, globale Verstimmung
- n _k ist der Projektionsoperator für den Rydberg-Zustand des Atoms k (d. h. n=|r¤ ¤ r|)
H (t) =-Δ (t) h n _{local detuning,k} _local _k _k
- Δ _local (t) ist der zeitabhängige Faktor der lokalen Frequenzverschiebung in Einheiten von (rad/s)
- h _k ist der ortsabhängige Faktor, eine dimensionslose Zahl zwischen 0,0 und 1,0
^{V _vdw,k,l =C₆/(d_k,l) 6 n n,} _k _l
- C ₆ ist der Van-der-Waals-Koeffizient in Einheiten von (rad/s) * (m) ^6
- d _k,l ist der euklidische Abstand zwischen Atom k und l, gemessen in Metern.

Benutzer haben über das Braket AHS-Programmschema die Kontrolle über die folgenden Parameter.

2D-Atomanordnung (X _k - und _k Y-Koordinaten jedes Atoms k, in Einheiten von um), die die paarweisen Atomabstände d _k,l mit k steuert, l=1,2,... N
Ω (t), die zeitabhängige, globale Rabi-Frequenz, in Einheiten von (rad/s)
φ (t), die zeitabhängige, globale Phase, in Einheiten von (rad)
Δ _global (t), die zeitabhängige, globale Verstimmung, in Einheiten von (rad/s)
Δ _local (t), der zeitabhängige (globale) Faktor für die Größe der lokalen Verstimmung, in Einheiten von (rad/s)
h_k, der (statische) ortsabhängige Faktor für das Ausmaß der lokalen Verstimmung, eine dimensionslose Zahl zwischen 0,0 und 1,0

Anmerkung

Der Benutzer kann weder kontrollieren, um welche Stufen es sich handelt (d. h. die Operatoren S₋, S₊, n sind fest) noch die Stärke des Rydberg-Rydberg-Wechselwirkungskoeffizienten (C). ₆

AHS-Programmschema in Braket

Braket.IR.AHS.Program_V1.Program-Objekt (Beispiel)

Anmerkung

Wenn die Funktion zur lokalen Feinabstimmung für Ihr Konto nicht aktiviert ist, verwenden Sie das folgende Beispiel. localDetuning=[]


Program(
    braketSchemaHeader=BraketSchemaHeader(
        name='braket.ir.ahs.program',
        version='1'
    ),
    setup=Setup(
        ahs_register=AtomArrangement(
            sites=[
                [Decimal('0'), Decimal('0')],
                [Decimal('0'), Decimal('4e-6')],
                [Decimal('4e-6'), Decimal('0')]
            ],
            filling=[1, 1, 1]
        )
    ),
    hamiltonian=Hamiltonian(
        drivingFields=[
            DrivingField(
                amplitude=PhysicalField(
                    time_series=TimeSeries(
                        values=[Decimal('0'), Decimal('15700000.0'), Decimal('15700000.0'), Decimal('0')],
                        times=[Decimal('0'), Decimal('0.000001'), Decimal('0.000002'), Decimal('0.000003')]
                    ),
                    pattern='uniform'
                ),
                phase=PhysicalField(
                    time_series=TimeSeries(
                        values=[Decimal('0'), Decimal('0')],
                        times=[Decimal('0'), Decimal('0.000003')]
                    ),
                    pattern='uniform'
                ),
                detuning=PhysicalField(
                    time_series=TimeSeries(
                        values=[Decimal('-54000000.0'), Decimal('54000000.0')],
                        times=[Decimal('0'), Decimal('0.000003')]
                    ),
                    pattern='uniform'
                )
            )
        ],
        localDetuning=[
            LocalDetuning(
                magnitude=PhysicalField(
                    times_series=TimeSeries(
                        values=[Decimal('0'), Decimal('25000000.0'), Decimal('25000000.0'), Decimal('0')],
                        times=[Decimal('0'), Decimal('0.000001'), Decimal('0.000002'), Decimal('0.000003')]
                    ),
                    pattern=Pattern([Decimal('0.8'), Decimal('1.0'), Decimal('0.9')])
                )
            )
        ]
    )
)

JSON (Beispiel)

Anmerkung

Wenn die Funktion zur lokalen Feinabstimmung für Ihr Konto nicht aktiviert ist, verwenden Sie sie "localDetuning": [] im folgenden Beispiel.


{
    "braketSchemaHeader": {
        "name": "braket.ir.ahs.program",
        "version": "1"
    },
    "setup": {
        "ahs_register": {
            "sites": [
                [0E-7, 0E-7], 
                [0E-7, 4E-6],
                [4E-6, 0E-7]
            ],
            "filling": [1, 1, 1]
        }
    },
    "hamiltonian": {
        "drivingFields": [
            {
                "amplitude": {
                    "time_series": {
                        "values": [0.0, 15700000.0, 15700000.0, 0.0],
                        "times": [0E-9, 0.000001000, 0.000002000, 0.000003000]
                    },
                    "pattern": "uniform"
                },
                "phase": {
                    "time_series": {
                        "values": [0E-7, 0E-7],
                        "times": [0E-9, 0.000003000]
                    },
                    "pattern": "uniform"
                },
                "detuning": {
                    "time_series": {
                        "values": [-54000000.0, 54000000.0],
                        "times": [0E-9, 0.000003000]
                    },
                    "pattern": "uniform"
                }
            }
        ],
        "localDetuning": [
            {
                "magnitude": {
                    "time_series": {
                        "values": [0.0, 25000000.0, 25000000.0, 0.0],
                        "times": [0E-9, 0.000001000, 0.000002000, 0.000003000]
                    },
                    "pattern": [0.8, 1.0, 0.9]
                }
            }
        ]
    }
}

Wichtigste Felder
Feld Programm	Typ	description
setup.ahs_register.sites	Liste [Liste [Dezimal]]	Liste der 2D-Koordinaten, an denen die Pinzette Atome einfängt
setup.ahs_register.filling	Liste [int]	Markiert Atome, die die Fallenstellen besetzen, mit 1 und leere Stellen mit 0
Hamiltonian.DrivingFields [] .amplitude.time_series.times	Liste [Dezimal]	Zeitpunkte der Antriebsamplitude, Omega (t)
Hamiltonian.DrivingFields [] .amplitude.time_series.values	Liste [Dezimal]	Werte der Antriebsamplitude, Omega (t)
Hamiltonian.DrivingFields [] .amplitude.pattern	str	das räumliche Muster der Antriebsamplitude, Omega (t); muss „einheitlich“ sein
Hamiltonian.DrivingFields [] .phase.time_series.times	Liste [Dezimal]	Zeitpunkte der Fahrphase, phi (t)
Hamiltonian.DrivingFields [] .phase.time_series.values	Liste [Dezimal]	Werte der Antriebsphase, Phi (t)
Hamiltonian.DrivingFields [] .phase.pattern	str	räumliches Muster der Fahrphase, phi (t); muss „einheitlich“ sein
Hamiltonian.DrivingFields [] .detuning.time_series.times	Liste [Dezimal]	Zeitpunkte der Fahrverstimmung, Delta_Global (t)
Hamiltonian.DrivingFields [] .detuning.time_series.values	Liste [Dezimal]	Werte der Fahrverstimmung, Delta_Global (t)
Hamiltonian.DrivingFields [] .detuning.pattern	str	das räumliche Muster der Fahrverstimmung, delta_Global (t); muss „einheitlich“ sein
Hamiltonian.LocalDeTuning [] .magnitude.time_series.times	Liste [Dezimal]	Zeitpunkte des zeitabhängigen Faktors der lokalen Verstimmungsgröße, delta_LOCAL (t)
Hamiltonian.LocalDeTuning [] .magnitude.time_series.values	Liste [Dezimal]	Werte des zeitabhängigen Faktors der lokalen Verstimmungsgröße, Delta_LOCAL (t)
Hamiltonian.LocalDeTuning [] .magnitude.pattern	Liste [Dezimal]	ortsabhängiger Faktor der lokalen Verstimmungsgröße, h_k (Werte entsprechen Standorten in setup.ahs_register.sites)

Metadaten-Felder
Feld Programm	Typ	description
braketSchemaHeader.name	str	Name des Schemas; muss 'braket.ir.ahs.program' sein
braketSchemaHeader.version	str	Version des Schemas

Ergebnisschema der AHS-Aufgabe in Braket

braket.tasks.analog_hamiltonian_simulation_quantum_task_result. AnalogHamiltonianSimulationQuantumTaskResult(Beispiel)


AnalogHamiltonianSimulationQuantumTaskResult(
    task_metadata=TaskMetadata(
        braketSchemaHeader=BraketSchemaHeader(
            name='braket.task_result.task_metadata',
            version='1'
        ),
        id='arn:aws:braket:us-east-1:123456789012:quantum-task/12345678-90ab-cdef-1234-567890abcdef',
        shots=2,
        deviceId='arn:aws:braket:us-east-1::device/qpu/quera/Aquila',
        deviceParameters=None,
        createdAt='2022-10-25T20:59:10.788Z',
        endedAt='2022-10-25T21:00:58.218Z',
        status='COMPLETED',
        failureReason=None
    ),
    measurements=[
        ShotResult(
            status=<AnalogHamiltonianSimulationShotStatus.SUCCESS: 'Success'>,

            pre_sequence=array([1, 1, 1, 1]),
            post_sequence=array([0, 1, 1, 1])
        ),

        ShotResult(
            status=<AnalogHamiltonianSimulationShotStatus.SUCCESS: 'Success'>,

            pre_sequence=array([1, 1, 0, 1]),
            post_sequence=array([1, 0, 0, 0])
        )
    ]
)

JSON (Beispiel)


{
    "braketSchemaHeader": {
        "name": "braket.task_result.analog_hamiltonian_simulation_task_result",
        "version": "1"
    },
    "taskMetadata": {
        "braketSchemaHeader": {
            "name": "braket.task_result.task_metadata",
            "version": "1"
        },
        "id": "arn:aws:braket:us-east-1:123456789012:quantum-task/12345678-90ab-cdef-1234-567890abcdef",
        "shots": 2,
        "deviceId": "arn:aws:braket:us-east-1::device/qpu/quera/Aquila",

        "createdAt": "2022-10-25T20:59:10.788Z",
        "endedAt": "2022-10-25T21:00:58.218Z",
        "status": "COMPLETED"

    },
    "measurements": [
        {
            "shotMetadata": {"shotStatus": "Success"},
            "shotResult": {
                "preSequence": [1, 1, 1, 1],
                "postSequence": [0, 1, 1, 1]
            }
        },
        {
            "shotMetadata": {"shotStatus": "Success"},
            "shotResult": {
                "preSequence": [1, 1, 0, 1],
                "postSequence": [1, 0, 0, 0]
            }
        }
    ],
    "additionalMetadata": {
        "action": {...}
        "queraMetadata": {
            "braketSchemaHeader": {
                "name": "braket.task_result.quera_metadata",
                "version": "1"
            },
            "numSuccessfulShots": 100
        }
    }
}

Hauptfelder
Ergebnisfeld der Aufgabe	Typ	description
Messungen [] .shotResult.Presequence	Liste [int]	Vorsequenz-Messbits (eins für jede atomare Stelle) für jeden Schuss: 0, wenn die Stelle leer ist, 1, wenn die Stelle gefüllt ist, gemessen vor den Impulssequenzen, die die Quantenentwicklung bestimmen
Messungen [] .shotResult.postSequence	Liste [int]	Bits für die Messung nach der Sequenz für jeden Schuss: 0, wenn sich das Atom im Rydberg-Zustand befindet oder die Stelle leer ist, 1, wenn sich das Atom im Grundzustand befindet, gemessen am Ende der Impulssequenzen, die die Quantenentwicklung bestimmen

Metadaten-Felder
Feld für das Ergebnis der Aufgabe	Typ	description
braketSchemaHeader.name	str	Name des Schemas; muss 'braket.task_result.analog_hamiltonian_simulation_task_result' sein
braketSchemaHeader.version	str	Version des Schemas
Metadaten der Aufgabe. braketSchemaHeader.name	str	Name des Schemas; muss 'braket.task_result.task_metadata' sein
Aufgaben-Metadaten. braketSchemaHeader. Version	str	Version des Schemas
TaskMetadata.id	str	Die ID der Quantenaufgabe. Für AWS Quantenaufgaben ist dies die Quantenaufgabe ARN.
TaskMetadata.shots	int	Die Anzahl der Schüsse für die Quantenaufgabe
taskMetadata.Shots.DeviceID	str	Die ID des Geräts, auf dem die Quantenaufgabe ausgeführt wurde. Für AWS Geräte ist dies der Geräte-ARN.
TaskMetadata.Shots.CreatedAt	str	Der Zeitstempel der Erstellung; das Format muss ISO-8601/string format:mm:ss.sssz sein. RFC3339 YYYY-MM-DDTHH Die Standardeinstellung ist None.
taskMetadata.shots.endedat	str	Der Zeitstempel, zu dem die Quantenaufgabe beendet wurde. Das Format muss ISO-8601/string format:mm:ss.sssz sein. RFC3339 YYYY-MM-DDTHH Die Standardeinstellung ist Keine.
taskMetadata.shots.Status	str	Der Status der Quantenaufgabe (CREATED, QUEUED, RUNNING, COMPLETED, FAILED). Die Standardeinstellung ist Keine.
TaskMetadata.Shots.FailureReason	str	Der Fehlergrund der Quantenaufgabe. Die Standardeinstellung ist Keine.
Zusätzliche Metadaten.Action	Braket.IR.AHS.Program_V1.Program	(Siehe den Abschnitt zum Braket AHS-Programmschema)
Zusätzliche Metadaten.Aktion. braketSchemaHeader.Metadaten.Name abfragen	str	Name des Schemas; muss 'braket.task_result.quera_metadata' sein
Zusätzliche Metadaten.Action. braketSchemaHeader.querametadata.version	str	Version des Schemas
Zusätzliche Metadaten.Aktion. numSuccessfulShots	int	Anzahl der vollständig erfolgreichen Schüsse; muss der angeforderten Anzahl von Schüssen entsprechen
Messungen [] .shotMetadata.shotStatus	int	Der Status des Schusses (Erfolg, Teilerfolg, Fehlschlag) muss „Success“ lauten

QuEra Schema der Geräteeigenschaften

braket.device_schema.quera.quera_device_capabilities_v1. QueraDeviceCapabilities(Beispiel)


QueraDeviceCapabilities(
    service=DeviceServiceProperties(
        braketSchemaHeader=BraketSchemaHeader(
            name='braket.device_schema.device_service_properties', 
            version='1'
            ), 
            executionWindows=[
                DeviceExecutionWindow(
                    executionDay=<ExecutionDay.MONDAY: 'Monday'>, 
                    windowStartHour=datetime.time(1, 0), 
                    windowEndHour=datetime.time(23, 59, 59)
                ), 
                DeviceExecutionWindow(
                    executionDay=<ExecutionDay.TUESDAY: 'Tuesday'>, 
                    windowStartHour=datetime.time(0, 0), 
                    windowEndHour=datetime.time(12, 0)
                ), 
                DeviceExecutionWindow(
                    executionDay=<ExecutionDay.WEDNESDAY: 'Wednesday'>, 
                    windowStartHour=datetime.time(0, 0), 
                    windowEndHour=datetime.time(12, 0)
                ), 
                DeviceExecutionWindow(
                    executionDay=<ExecutionDay.FRIDAY: 'Friday'>, 
                    windowStartHour=datetime.time(0, 0), 
                    windowEndHour=datetime.time(23, 59, 59)
                ), 
                DeviceExecutionWindow(
                    executionDay=<ExecutionDay.SATURDAY: 'Saturday'>, 
                    windowStartHour=datetime.time(0, 0), 
                    windowEndHour=datetime.time(23, 59, 59)
                ), 
                DeviceExecutionWindow(
                    executionDay=<ExecutionDay.SUNDAY: 'Sunday'>, 
                    windowStartHour=datetime.time(0, 0), 
                    windowEndHour=datetime.time(12, 0)
                )
            ], 
            shotsRange=(1, 1000), 
            deviceCost=DeviceCost(
                price=0.01, 
                unit='shot'
            ), 
            deviceDocumentation=
                DeviceDocumentation(
                    imageUrl='https://a.b.cdn.console.awsstatic.com/59534b58c709fc239521ef866db9ea3f1aba73ad3ebcf60c23914ad8c5c5c878/a6cfc6fca26cf1c2e1c6.png', 
                    summary='Analog quantum processor based on neutral atom arrays', 
                    externalDocumentationUrl='https://www.quera.com/aquila'
                ), 
                deviceLocation='Boston, USA', 
                updatedAt=datetime.datetime(2024, 1, 22, 12, 0, tzinfo=datetime.timezone.utc), 
                getTaskPollIntervalMillis=None
    ), 
    action={
        <DeviceActionType.AHS: 'braket.ir.ahs.program'>: DeviceActionProperties(
                version=['1'], 
                actionType=<DeviceActionType.AHS: 'braket.ir.ahs.program'>
            )
    }, 
    deviceParameters={}, 
    braketSchemaHeader=BraketSchemaHeader(
        name='braket.device_schema.quera.quera_device_capabilities', 
        version='1'
    ), 
    paradigm=QueraAhsParadigmProperties(
        ...
        # See https://github.com/amazon-braket/amazon-braket-schemas-python/blob/main/src/braket/device_schema/quera/quera_ahs_paradigm_properties_v1.py
        ...
    )  
)

JSON (Beispiel)


{
    "service": {
        "braketSchemaHeader": {
            "name": "braket.device_schema.device_service_properties",
            "version": "1"
        },
        "executionWindows": [
            {
                "executionDay": "Monday",
                "windowStartHour": "01:00:00",
                "windowEndHour": "23:59:59"
            },
            {
                "executionDay": "Tuesday",
                "windowStartHour": "00:00:00",
                "windowEndHour": "12:00:00"
            },
            {
                "executionDay": "Wednesday",
                "windowStartHour": "00:00:00",
                "windowEndHour": "12:00:00"
            },
            {
                "executionDay": "Friday",
                "windowStartHour": "00:00:00",
                "windowEndHour": "23:59:59"
            },
            {
                "executionDay": "Saturday",
                "windowStartHour": "00:00:00",
                "windowEndHour": "23:59:59"
            },
            {
                "executionDay": "Sunday",
                "windowStartHour": "00:00:00",
                "windowEndHour": "12:00:00"
            }
        ],
        "shotsRange": [
            1,
            1000
        ],
        "deviceCost": {
            "price": 0.01,
            "unit": "shot"
        },
        "deviceDocumentation": {
            "imageUrl": "https://a.b.cdn.console.awsstatic.com/59534b58c709fc239521ef866db9ea3f1aba73ad3ebcf60c23914ad8c5c5c878/a6cfc6fca26cf1c2e1c6.png",
            "summary": "Analog quantum processor based on neutral atom arrays",
            "externalDocumentationUrl": "https://www.quera.com/aquila"
        },
        "deviceLocation": "Boston, USA",
        "updatedAt": "2024-01-22T12:00:00+00:00"
    },
    "action": {
        "braket.ir.ahs.program": {
            "version": [
                "1"
            ],
            "actionType": "braket.ir.ahs.program"
        }
    },
    "deviceParameters": {},
    "braketSchemaHeader": {
        "name": "braket.device_schema.quera.quera_device_capabilities",
        "version": "1"
    },
    "paradigm": {
        ...
        # See Aquila device page > "Calibration" tab > "JSON" page
        ...
    }
}

Felder für Diensteigenschaften
Feld „Serviceeigenschaften“	Typ	description
service.executionWindows [] .executionDay	ExecutionDay	Tage des Ausführungsfensters; muss 'Jeden Tag', 'Wochentage', 'Wochenende', 'Montag', 'Dienstag', 'Mittwoch', Donnerstag ',' Freitag ',' Samstag 'oder' Sonntag 'sein
Dienst.AusführungWindows []. windowStartHour	Datum/Uhrzeit.Uhrzeit	UTC-24-Stunden-Format der Uhrzeit, zu der das Ausführungsfenster startet
Service.ExecutionWindows []. windowEndHour	Datetime.time	UTC-24-Stunden-Format der Uhrzeit, zu der das Ausführungsfenster endet
service.qpu_capabilities.service.shotsRange	Tupel [int, int]	Minimale und maximale Anzahl von Aufnahmen für das Gerät
service.qpu_capabilities.service.devicecost.price	float	Preis des Geräts in US-Dollar
service.qpu_capabilities.service.devicecost.unit	str	Einheit zur Berechnung des Preises, z. B.: 'Minute', 'Stunde', 'Schuss', 'Aufgabe'

Metadaten-Felder
Metadaten-Feld	Typ	description
Aktion [] .version	str	Version des AHS-Programmschemas
Aktion [] .actionType	ActionType	Name des AHS-Programmschemas; muss 'braket.ir.ahs.program' sein
Dienst. braketSchemaHeader.name	str	Name des Schemas; muss 'braket.device_schema.device_service_properties' sein
Dienst. braketSchemaHeader. Ausführung	str	Version des Schemas
service.deviceDocumentation.imageUrl	str	URL für das Bild des Geräts
Service.DeviceDocumentation.Summary	str	kurze Beschreibung auf dem Gerät
Service. Gerätedokumentation. externalDocumentationUrl	str	URL der externen Dokumentation
service.deviceLocation	str	geografischer Standort des Geräts
Service.AktualisiertAt	datetime	Zeitpunkt der letzten Aktualisierung der Geräteeigenschaften

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